По просьбе наших читателей, обративших внимание на заметку в журнале «ИР», редакция связалась с ленинградским изобретателем Владимиром Александровичем Матониным и попросила его рассказать поподробнее об изобретенном им устройстве. В подготовке материала большую помощь оказали В. Б. Галеркин и Д. И. Селезнев.
Возможно, найдутся предприятия, которые заинтересуются перспективой серийного выпуска предложенного В. А. Матониным гребного устройства (рабочие чертежи подготовлены) хотя бы в упрощенном варианте — без разворота лопастей. И уж во всех случаях его статья будет полезна тем, что заставит взглянуть на старое и привычное по-новому: а, действительно, не пришла ли пора усовершенствовать весло?
Кто из туристов, плавающих на обычных гребных лодках, не мечтал сидеть за веслами не спиной вперед, а так, чтобы видеть разворачивающуюся впереди панораму! Бесспорно и то, что гребцу, сидящему лицом вперед, гораздо удобнее удерживать лодку на курсе, идти против волны, пробираться между препятствиями и т. д. и т. п.
Известно немало самых различных устройств, которые позволяют двигать лодку, сидя вперед лицом. Например, еще тридцать лет назад в США был запатентован (№ 2528304, кл. 115-21 от 31 октября 1946 г.) механический движитель, в котором возвратно-поступательное движение рукоятки в вертикальной плоскости передавалось лопатке, выполняющей роль лопасти весла.
В австралийском патенте № 246838 кл. В63 от 20 сентября 1961 г. предлагалось устройство, копирующее движение хвостового плавника китообразных. Система рычагов, опирающихся па борта лодки, преобразовывала движение рукоятки вверх-вниз в возвратно-поступательное движение (в вертикальной плоскости) лопасти в воде. Поворот лопасти осуществлялся за счет асимметричности крепления ее к рычагу, который мог поворачиваться на небольшой угол вокруг своей оси.
Известно и гребное устройство шарнирной конструкции, которое позволяет грести почти так же, как и обычными веслами (запатентовано в Англии 12 сентября 1958 г. под № 818897, кл. В63). Оно состоит из двух колес одинакового диаметра (не менее 200 мм), причем к одному из них присоединен рычаг с рукояткой, а ко второму — рычаг с лопастью. Колеса соединены цепной передачей (цепь расположена крестообразно) и закреплена в жесткой обойме, качающейся относительно горизонтальной оси. Это устройство имеет очень громоздкую конструкцию, чувствительно к перекосам отдельных частей шарнира; при движении по воздуху лопасть сохраняет вертикальное положение относительно поверхности воды
Другими словами, ни одно из известных мне1 подобных устройств, запатентованных изобретателями, не представлялось достаточно надежным и простым, а применять зеркало «переднего» вида, заимствованное у автомобилистов, или иные оптические устройства мне не хотелось. В конце концов в результате десятилетних поисков было изобретено гребное устройство, не только позволяющее грести в удобной позе — лицом вперед, но и автоматически разворачивающее лопасть в воздухе параллельно поверхности воды: это уменьшает и воздушное сопротивление и риск задеть за гребень волны.
С помощью одного из имеющихся стопоров весло можно крепить по-походному: шарниры «блокируют» весло, оно представляет собой жесткую конструкцию. Отдельный стопор фиксирует весло в положении «на выстрел» («суши весла»); это удобно тем, что весла не нужно вытаскивать из уключин, они постоянно готовы к работе.
После краткого сообщения о моем изобретении, опубликованного в журнале «Изобретатель и рационализатор» (№ 4 за 1976 г.), многие заинтересовались подробностями устройства «хитрых» вёсел Привожу описание последнего — уже пятого по счету их варианта, проверенного эксплуатацией в течение четырех летних навигаций на Неве и в Финском заливе (г. Сосновый Бор).
Кинематическая схема работы приспособления проста. Обычное весло разрезано на две части, которые шарнирно соединены так, что лопастная часть весла движется в ту же сторону, что и вальковая. Шарнир представляет собой две цилиндрические обоймы — вертикальную 5 и горизонтальную 7, соединенные передающими основное усилие жестко скрепленными центрирующими стержнями, обеспечивающими совпадение рабочих плоскостей, и шестью свободно входящими в обоймы угловыми Г-образными пальцами 6. При этом вертикальная обойма жестко закреплена на конце вальковой части весла — перпендикулярно его оси, а горизонтальная — установлена внутри направляющей трубы лопастной части весла и может в ней вращаться.
Сверления в обеих обоймах расположены по окружности так, что вставленные в них Г-образные пальцы при изменении угла (в плане) между соединяемыми частями весла вращают поворотную горизонтальную обойму 7. Эта горизонтальная обойма соединена с трубой весла 3 двумя тороидальными пружинами 11. В трубе 3 сделан фигурный вырез — копир, в который входит поводок 18, закрепленный на обойме 17 уключины. Такое решение обеспечивает автоматический разворот лопасти весла в нужное положение, а Г-образное соединение позволяет одновременно уменьшить габариты шарнирного устройства и исключить влияние перекоса отдельных его частей на работу.
Рычаг 1 закреплен в поворотной обойме 13 жестко, а рычаг 3 может передвигаться вдоль оси поворотной обоймы 17. Обе обоймы своими хвостовиками вставляются в отверстия на концах уключины 14. Уключина выполнена в виде Т-образной балки, соединенной осью 15 с двумя коническими штырями 16. Эти штыри вставляются в отверстия металлического вкладыша на планшире лодки. Таким образом, уключина может поворачиваться только в вертикальной плоскости, перпендикулярной ДП лодки, т. е. дает возможность подъема и опускания лопасти весла в воду.
Теперь рассмотрим, каким образом работает описываемое устройство.
Гребец, сидящий лицом вперед, приподнимая рукоятку 2 рычага 1 относительно горизонтальной оси 15 качающейся уключины, опускает лопасть весла в воду и начинает гребок из положения 1. Откидываясь корпусом, он двигает рукоятку рычага 1 на себя, а благодаря угловому шарниру усилие гребка передается на конец рычага 3 и лопасть совершает рабочий ход. Важно отметить, что вертикальная цилиндрическая обойма 5 жестко скреплена шпонкой 8 с вертикальным цилиндром 4 на конце рычага 1, но при вращении ее вокруг вертикального центрующего стержня 9 вертикальные участки Г-образных пальцев 6 перемещаются вокруг оси цилиндра и сдвигаются на некоторое расстояние.
Таким образом, в процессе поворота рычага на 90° каждый палец 6 совершает поступательное движение относительно обоймы 5 — вниз, а относительно цилиндра 7 — вперед (вправо); возвратно-поступательное движение (вверх-вниз) пальцев 6 и вызывает вращение горизонтальной обоймы 7 внутри трубы 3 вокруг горизонтальной оси.
При повороте вплоть до положения 3 обойма 7 имеющейся на конце упорной пластинкой сжимает тороидальные пружины 11, упирающиеся другим концом в упоры 12. Отметим, что во время этого рабочего хода весла из положения 1 в положение 3 труба 3 несколько выдвигается из обоймы 17, а затем вдвигается обратно. При этом поводок 18 скользит по кромке фигурного выреза-копира 19. Когда гребец в конце гребка (положение 3) опускает рукоятку весла вниз, уключина поворачивается вокруг оси 15 и лопасть выходит из воды. Этот момент соответствует положению поводка 18 на вершине треугольного выступа внутри выреза-копира. Когда же поводок соскальзывает с этого выступа, сжатые пружины 11 разворачивают весло в обойме до тех пор, пока поводок не упрется в «верхнюю» кромку копира, т. е. на 90° (положение 4). В результате лопасть занимает горизонтальное положение.
Отводя рукоятку от себя, гребец заносит лопасть к носу лодки для нового гребка. Поводок скользит по верхней горизонтальной кромке копира справа налево, а после прохождения лопастью половины пути (положение 5) переходит на наклонную кромку копира и движется по ней слева направо к вершине выступа; весло при этом начинает поворачиваться вокруг горизонтальной оси. Перед самым погружением лопасти в воду поводок соскакивает с вершины выступа на нижнюю кромку копира (положение 1) и лопасть вертикально входит в воду для следующего гребка. Надо иметь в виду, что после прохождения лопастью положения 5 направление вращения горизонтальной обоймы 7 изменилось. Поскольку упорная планка, на которой закреплен конец пружины, в положении 5 была уперта в упор 12, вращение обоймы 7 передалось трубе 3 и развернуло ее упором вверх в исходное положение 1.
Информация об изображении
Шарнирный узел гребного устройства. В верхней части — ходовой огонь для плавания в темноте
Вероятно, это гребное устройство могло бы заинтересовать не только туристов, путешествующих на весельных лодках, но и рыболовов, яхтсменов — для гребли на тузике, организаторов прокатных лодочных станций и т. п. Грести такими веслами не тяжелее, чем обычными, даже несмотря на появление механических потерь; «автоматизация» разворота лопастей, а главное — удобство маневрирования веслами существенно упрощают работу гребца, делают плавание на лодке более безопасным.
Шарнирный узел гребного устройства. В верхней части — ходовой огонь для плавания в темноте
Полный вес приспособления для двух весел — 10 кг.
На это изобретение 8 июня 1976 г. получено авторское свидетельство № 529967 («Бюллетень» № 36 за 1976 г.) по заявке № 2037587/27-11 (078492) с приоритетом от 28 июня 1974 г.